• 한국음향학회지
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• 제22권4호
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• pp.250-260
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• 2003

수중에서 기포는 비선형성이 강한 음향 산란체로서 수중 기포들로부터 산란된 음파들은 강한 비선형 음향특성을 보인다. 입사 음파의 산란된 음파들은 기본 주파수에서뿐만 아니라 배진동 또는 고차진동 주파수들에서도 관측된다. 서로 다른 주파수의 두 음파가 기포에 입사되는 경우, 산란된 음파들은 입사 음파들의 합 및 차주파수에서도 관측될 수 있다. 본 연구에서는 수중에 형성된 기포막에 두 음파가 입사되는 경우, 기포의 비선형성에 의해 차주파수 음파의 진폭이 증폭되고 두 입사 음파의 전파방향으로 지향성이 나타남을 관측하였다. 산란된 차주파수 음파의 지향성은 일차 음원의 지향성을 사용하여 가상음원에 대한 결맞음 산란특성으로 해석하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1999년도 춘계학술발표회요약집
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• pp.159-159
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• 1999

Application of the macro layer dryout model has been performed to predict CHF at inclined plates. For the identification of the detachment frequency of coalesced bubble, experiments have been performed with high-speed motion analyzer and bubble behaviors at inclined plates have been investigated. Based on the observed bubble behaviors, the detachment frequency of the coalesced bubble is measured and linear relations between detachment frequency and heat flux have been developed. In the case of 60$^{\circ}$ and 90$^{\circ}$ inclined plate, the detachment frequency decreases with the increase of heat flux. However, opposite trend has been identified in $30^{\circ}$ in-clined plate: the detachment frequency increases with the increase of heat flux. Using the cor- relation of macro layer thickness suggested by Haramura & Katto and the extrapolation of the identified linear relations, CHFs at different conditions have been predicted. According to the prediction results, CHF values are well predictable.

• 한국음향학회지
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• 제18권5호
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• pp.68-77
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• 1999

본 논문에서는 고강도 집속형 초음파의 주파수 특성(파형)에 따른 초음파 공동 현상을 억 제하는 효과를 살펴보았다. 본 연구에서는 세가지 파형, 즉, 정현파(1 MHz, 5 MPa), 주파수 변조파(10 ㎲ 동안 1 MHz에서 6 MHz까지 선형적으로 증가, 5 MPa), 비대칭 충격파(기 본 주파수 1 MHz, 양압 12 MPa, 음압 -4 MPa)를 고려하였다. 동일한 강도(833 W/㎠)를 가지는 각 초음파에 노출된 초기 반경이 1 ㎛인 물 속에 있는 공기 기포의 반응을Gilmore bubble dynamic model 및 Church's rectified gas diffusion equation을 이용하여 예측하였다. 기포 진동의 크기는, 정현파에 노출된 경우와 비교하여, 주파수 변조된 초음파의 경우 현저히 감소하였고, 비대칭 충격파의 경우 약간 감소함을 볼 수 있었다. 흥미롭게도 주파수 변조파에 대한 기포의 반응은 변조된 초음파의 주파수 성분이 기포의 공진 주파수(3 MHz) 이상에서는 거의 동일하게 유지되는 것으로 나타났다. 이 사실은 주파수 변조를 현재의 1 MHz부터 6 MHz까지에서 1 MHz부터 3 MHz까지로 줄여도 유사한 공동 억제 효과를 얻을 수 있음을 암시한다. 실용적으로, 비교적 좁은 밴드 폭을 가지는 범용 초음파 변환기를 이 용하여 초음파의 공동 현상 억제 효과를 얻기 위한 주파수 변조를 구현할 수 있음을 의미한다. 본 연구의 결과는 초음파의 적절한 주파수 성분 조절로 초음파의 공동 현상을 일정 수준 억제할 수 있음을 시사한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권4호
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• pp.227-236
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• 2016

본 논문에서는 $600{\times}600{\mu}m$ 사각 마이크로 채널에서 T자형 합류지점에서의 기체 및 액체의 주입방법이 기포 및 액체 슬러그의 생성에 미치는 영향을 실험을 통해 살펴보았다. 실험 유체로는 질소와 물을 사용하였으며, 액체 및 기체 겉보기 속도는 각각 0.05 - 1 m/s, 0.1 - 1 m/s 의 범위로 테일러 유동이 나타나는 구간에서 데이터를 얻었다. 기포 길이, 액체 슬러그 길이, 기포 속도 그리고 기포 생성 빈도를 고속 카메라를 사용하여 이미지 분석을 통해 측정하였다. 유사한 입구 겉보기 속도 조건에서, T-자형 합류지점의 main channel에 기체를 주입하는 방법(T_gas-liquid)이 액체를 주입하는 방법(T_liquid-gas)보다 기포와 액체 슬러그의 길이가 길었고 기포 생성 빈도는 낮았다. 한편, 두 주입방법에서 기포 속도는 유사하게 나타났다. T_liquid-gas 주입방법의 기존 예측 상관식은 T_gas-liquid 주입방법의 기포 길이, 기포 속도, 액체 슬러그 길이, 기포 생성 빈도 실험데이터를 각각 ~24 %, ~9 %, ~39 %, ~55 %로 예측하였다.

• 한국음향학회지
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• 제10권2호
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• pp.36-43
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• 1991

수중에서 원기둥 형태의 기포집단에 의한 후방 산란특성을 이론 및 실험적으로 연구하였다. 이론적 해석을 위하여, 기포기둥을 외형과 공기 함유비 및 크기에 의해 특정지워지는 하나의 단일 산란체로 가정하였으며, 일반 산란 이론식을 이용하여 분석하였다. 기포기둥의 공기 함유비가 1% 이하로 작은 경우와 기포기둥을 구성하는 단일기포의 공명 진동수보다 높은 입사 주파수에 대한 기포기둥의 산란특성은 단일기포의 크기보다 공기 함유비에 크게 의존함을 확인하였다. 또한, 공기 함유비가 증가할수록 후방 산란음압은 증가하며, 최대 음압 주파수는 저주파수 영역으로 이동되는 현상이 이론 및 실험적으로 관찰되었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.190-197
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• 2006

It is well known that the acoustic characteristics of the sea are significantly affected by bubbles which have their own inherent characteristics at the undersea. In this study, the shape and acoustic characteristics of air bubbles generated by an underwater nozzle are calculated numerically, and are measured with a high speed camera and a hydrophone at various air flow rates in the experimental apparatus. As a result of analysis, the shape calculated numerically well matched with measured values at low flow rates, but in case of relatively higher flow rates. the use of correction coefficient is needed for more accurate estimation of the bubble shape. And also the rising velocity of a single bubble is constant regardless of both the bubble size and the flow rate. and the acoustic signal generated when the bubble is produced by an underwater nozzle has the same characteristic of natural frequency of the bubble pulsation, and is agreed with Minnaert's equation if the correction coefficient is considered in accordance with the flow rate.

• 한국안전학회지
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• 제18권1호
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• pp.14-18
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• 2003

The structural development of air-water bubble plumes has been measured under different condition on air flow rate in a cylindrical bath. The time-averaged structure of plumes has been measured with an oscilloscope and an electro-conductivity probe. The temperature of bubbles was also obtained by a thermal-infrared camera. Gas volume fraction and bubble frequency were high since bubbles concentrated on the nozzle. In general, their axial and radial values tended to decrease with increasing distance. Bubble temperature reached water temperature within a short time. The present study showed that thermal equilibrium between bubbles and water was completed before bubbles flow became stable.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1010-1015
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• 2003

Bubble growth on microheater has been experimentally investigated in this study. The experiment was performed using platinum microheaters having dimensions of 300 ${\mu}m$ or 50 ${\mu}m$ in length, 20 ${\mu}m$ or 5 ${\mu}m$ in width, and $0.2{\pm}0.01$ ${\mu}m$ in thickness. A high speed video camera was used to observe bubble growth at 2,000 frames per second. Microheater temperature was measured at the rate of 300 Hz. with a data acquisition system. Bubble nucleation frequency increased with working fluid temperature. Although the slope of temperature drop was similar in all cases, the magnitude of temperature drop was different. The temperature profiles and the high speed camera images were combined to explain temperature drop.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3015-3020
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• 2007

An experimental study of the dynamic characteristics of the free rising oblate spherical bubble is investigated. As noted by Saffman, the characteristics of the spiral motion are defined with parameters of the spiral frequency, spiral radius, and rising velocity. High speed camera recorded every detail information of free rising bubble. The spiral number, the bubble rise velocity, and the angular velocities were measured for the bubble size between 1.0mm to 20.0mm in diameter. In order to make clear trajectory, we employed the Fast Fourier Transformation for the normal digital camera data to synchronize with the high speed camera data. It was found that the spiral number suggested here was monotonically decreased as the bubble size increases. The present observation, however tells us that previous Saffman's formulation shows a good agreement with the trend, but over estimated spiral number. Therefore, it is recommended that Saffman's theoretical study is needed to be improved.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2003년도 The Fifth Asian Computational Fluid Dynamics Conference
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• pp.167-169
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• 2003

This paper presents a theoretical study concerning multibubble dynamics in a sound field and the numerical validation for it by employing our new CFD code MTS-DiCUP. In recent papers, the author has shown theoretically that an unknown characteristic frequency, named 'transition frequency,' exists in a multibubble system. For a N -bubble case, up to 2N -1 transition frequencies per bubble have been predicted, only N ones of them correspond to the natural frequencies of the system. The transition frequencies that do not correspond to the natural frequencies give rise to the phase reversal of bubbles' pulsation without resonant response. In this paper, it has been suggested theoretically that those transition frequencies may cause the sign reversal of the secondary Bjerknes force, which is an interaction force acting between acoustically coupled gas bubbles. This theoretical result has been validated by the direct numerical simulation, at least in a qualitative sense.